JP2008122967A - ストリーム暗号を利用したメッセージ認証コード生成方法とストリーム暗号を利用した認証暗号化方法及びストリーム暗号を利用した認証復号化方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明は、ストリーム暗号を用いて生成したメッセージ認証コードをストリーム暗号の暗号初期値とする認証暗号化を行うことによって、暗号初期値生成のために別途の乱数発生アルゴリズムを使用する必要がないので、具現のための効率を高めることができる。
また、メッセージ認証コードの生成時、複数のキー数列生成部が複数のメッセージブロックに対して各々演算することによって、複数のメッセージブロックが一回に並列演算されるので、その演算の効率性に優れている。
【選択図】 図1
Description
今まで提案された大部分のメッセージ認証コード生成技法は、ハッシュ関数とブロック暗号に基盤している。ブロック暗号は、機密性以外に擬似乱数発生、メッセージ認証など様々な機能を提供するために多く使われていて、ストリーム暗号の立地が以前に比べて低減したと言える。一般的に、ストリーム暗号は、ブロック暗号に比べて低電力、軽量ハードウェア環境と超高速ソフトウェア環境で長所を有するものと知られている。特に、センサネットワーク、RFIDなど低電力、軽量環境で暗号機能の要求が増大するにしたがって、ストリーム暗号の役目が大きくなっている。
1.入力メッセージMをnビットメッセージブロックで分ける。メッセージブロックは、m1、…、mk 21、…、23で表示する。前記メッセージブロックm1、…、mk 21、…、23各々の長さがnの倍数でない場合、各々のメッセージブロックに100…0を追加して各々のメッセージブロックの長さがnの倍数になるようにする。
2.各i=1、…、kに対して中間計算値
21 1番目nビットメッセージブロック
22 2度目nビットメッセージブロック
23 k番目nビットメッセージブロック
24 1番目ブロック計算に使われる秘密キー
25 2度目ブロック計算に使われる秘密キー
26 k番目ブロック計算に使われる秘密キー
27 k個の計算結果の排他的論理和
28 メッセージ認証コード、ストリーム暗号の初期値
31 平文
32 メッセージ認証コード生成用秘密キー
33 暗号化用秘密キー
34 暗号文
100 キー数列生成部
300 メッセージ認証コード生成部
Claims (12)
- メッセージ認証コードを生成する方法であって、
(a)入力メッセージMをk個のnビットメッセージブロックで分ける段階と、
(b)メッセージ認証コード生成用秘密キーKMACと、前記段階(a)で分けられた前記メッセージブロックの個数kに対応する数字の排他的論理和された結果をキーとして前記分けられた各々の入力メッセージを暗号化し、各々の中間計算値を計算する段階と、
(c)前記段階(b)の結果値として算出された各々の中間計算値を排他的論理和する排他的論理和計算段階と、
(d)前記段階(c)の排他的論理和した結果値を前記メッセージ認証コードキー、KMACを用いて前記キー数列生成部で暗号化し、メッセージ認証コードを生成する段階と
を備えてなることを特徴とするストリーム暗号を利用したメッセージ認証コード生成方法。 - 前記段階(d)のメッセージ認証コードは、次の数学式で表し、
MAC(KMAC、M)=En(KMAC、h)
MAC(KMAC、M)は、メッセージ認証コードを示すことを特徴とする請求項3に記載のストリーム暗号を利用したメッセージ認証コード生成方法。 - 前記段階(a)で前記各々のメッセージブロックm1、…、mkのブロックの長さがnの倍数でない場合、前記各々のメッセージブロック m1、…、mkのブロックの長さがnの倍数になるようにすることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のストリーム暗号を利用したメッセージ認証コード生成方法。
- 前記各々のメッセージブロックm1、…、mkに100…0を追加して各々の前記メッセージブロックm1、…、mkの長さがnの倍数になるようにすることを特徴とする請求項5に記載のストリーム暗号を利用したメッセージ認証コード生成方法。
- 前記段階(b)の各々の中間計算値を計算する段階は、並列で計算することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載のストリーム暗号を利用したメッセージ認証コード生成方法。
- ストリーム暗号を利用した認証暗号化方法であって、
(a)平文Mとメッセージ認証コード生成用秘密キーKMACを入力し、前記平文Mに対するメッセージ認証コードMAC(KMAC、M)を生成するメッセージ認証コード生成段階と、
(b)前記段階(a)で計算されたMAC(KMAC、M)をストリーム暗号初期値IVに設定する設定段階と、
(c)前記ストリーム暗号初期値IVである前記メッセージ認証コードMAC(KMAC、M)とメッセージ暗号化用秘密キーKENCを用いてnビットのキー数列を生成するキー数列生成段階と、
(d)前記生成されたキー数列と前記平文Mを排他的論理和し、暗号文Cを生成する暗号文C生成段階と、
(e)前記暗号文Cを出力する出力段階と
を備えてなることを特徴とするストリーム暗号を利用したメッセージ認証コード生成方法。 - 認証暗号化されたメッセージ認証コードが付加された認証暗号文を認証復号化する方法であって、
(a)ストリーム暗号初期値IVとメッセージ暗号化用秘密キーKENCを用いてキー数列を生成する段階と、
(b)前記キー数列を暗号文Cと排他的論理和し、平文Mを生成する段階と
を備えてなることを特徴とするストリーム暗号を利用した認証復号化方法。 - (c)前記平文Mに対するメッセージ認証コードMAC(KMAC、M)を生成する段階と、
(d)前記IVと前記MAC(KMAC、M)が一致すれば、有効な暗号文Cとして判定し、前記有効な暗号文Cに対する平文Mを出力する段階と
をさらに備えてなることを特徴とする請求項9に記載のストリーム暗号を利用した認証復号化方法。 - 前記段階(d)で前記IVと前記MAC(KMAC、M)が一致しないと、エラーメッセージを出力することを特徴とする請求項10に記載のストリーム暗号を利用した認証復号化方法。
- 前記段階(c)は、前記平文Mとメッセージ認証コード生成用秘密キーから前記平文Mに対する前記メッセージ認証コードMAC(KMAC、M)を生成することを特徴とする請求項10又は11に記載のストリーム暗号を利用した認証復号化方法。
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